闭孔泡沫铝合金的力学性能和吸能能力

在闭孔泡沫铝合金压缩试验的基础上,研究了其压缩力学性能和吸能能力,提出可供工程使用的多孔泡沫金属吸能能力公式,为其工程应用提供理论支持。

球形孔通孔和闭孔泡沫铝合金的超声衰减性能

研究了球形孔通孔和闭孔泡沫铝合金在1MHz-10MHz的超声衰减性能.结果表明:泡沫铝合金的超声衰减性能决定于其孔结构;通孔泡沫铝合金的超声衰减系数a随着孔径d的减小、孔隙率Ps减小和比表面积Sv的增加而增大;闭孔泡沫铝合金的超声衰减系数a随孔径d的减小、孔隙率Ps的增加和比表面积Sv的增加而增大;当孔径d、孔隙率Ps相近时,闭孔泡沫铝合金的超声衰减性能优于通孔泡沫铝合金;在1MHz-10MHz二者是具有良好阻尼性能的轻质材料.其衰减机制为在弹性范围内超声应力波在具有大量孔隙界面的泡沫铝合金中的衰减.

孔结构参数对闭孔泡沫铝合金超声衰减性能的影响

研究了闭孔泡沫铝合金孔结构参数对其超声衰减性能的影响。结果表明:闭孔泡沫铝合金在1-10 MHz范围內是一种具有良好超声衰减性能的轻质材料。其超声衰减系数α随孔径d的减小、孔隙率Ps的增加和比表面积Sv的增加而增大。

Sc,Zr复合添加对闭孔泡沫铝力学性能的影响

采用Ca和TiH_(2)分别作为增黏剂和发泡剂,通过熔体发泡法成功制备了孔隙率(72±0.5)%的闭孔泡沫Al-0.16Sc,Al-0.21Sc和Al-0.16Sc-0.17Zr合金。研究了经等时时效处理后的泡沫合金微观组织和抗压强度。结果表明,在200~600℃之间的等时时效过程中,由于Al3Sc/Al3(Sc_(1-x)Ti_(x))的沉淀强化,泡沫Al-0.16Sc和Al-0.21Sc合金在325℃下达到峰值屈服强度(分别为21.4 MPa和26.8 MPa)。与泡沫Al-Sc不同,泡沫Al-0.16Sc-0.17Zr合金在325℃和400℃下的屈服强度分别达到23.7 MPa和24.7 MPa,相比铸态合金屈服强度分别提升100.8%和109%。添加Zr可以显著提高泡沫Al-Sc合金的强度,还可有效抑制Al_(3)Sc/Al_(3)(Sc_(1-x)Ti_(x))相粗化。

含Sc、Zr泡沫铝合金的压缩和能量吸收性能

以孔隙率为71.5%-72.5%的泡沫Al-0.16Sc-0.08Zr合金为研究对象（熔体发泡法）,研究了等时时效对泡沫铝压缩力学性能和能量吸收性能的影响。结果表明,泡沫铝合金孔多呈球形,孔径约为0.9mm;由于Zr添加量较少,基体中并未发现初生Al3（Zr,Sc）相析出;试样经200-600℃等时时效,随时效温度升高,其压缩强度先增加后降低,时效至400℃的试样压缩屈服强度和能量吸收能力最强;时效处理会导致胞壁塑性下降,影响试样屈服平台过程,其能量吸收效率得到显著提高,且高效阶段更持久。TEM结果表明,等时时效至400℃的试样胞壁中弥散分布着大量纳米级共格Al_3（Sc,Zr,Ti）相,粒径为2.9-4.8nm。这些纳米相能钉扎晶界,阻碍位错运动,改善其压缩和吸能性能。